燃燒條件探究實驗改進

張才伏 畢曉雪

摘 ?要：課本中燃燒條件探究實驗存在明顯不足，反應沒有在密閉條件進行，造成污染大。通過改進用帶氣球的試管代替銅片盛放反應藥品以及用帶氣球的具支試管盛放熱水中的白磷，使整個反應處于密閉體系，減少污染，減小危害，同時還能清晰地、多次觀察白磷在水中的燃燒現(xiàn)象。實驗具有很好的觀賞性和趣味性，該實驗改進有很多可取之處。

關鍵詞：白磷;紅磷;具支試管;焊有圓薄銅片的細鐵管;注射器;氧氣;氣球

“燃燒條件探究”實驗是九年級化學人教版上冊第七單元課題1的重要內(nèi)容，該實驗與我們的生活密切相關。按照課標要求該實驗是演示實驗，學生可通過觀察實驗現(xiàn)象、記錄和分析實驗現(xiàn)象來了解燃燒條件。教材中的實驗本著簡單易行原則，雖然現(xiàn)象明顯，但還是存在明顯不足，雖然相關的實驗改進方法很多，但筆者通過對各類文獻中介紹的改進方法進行試驗比較和研究發(fā)現(xiàn)依然有很大改進和提升的空間。

1.教材中的實驗

1.1 原實驗

在500ml燒杯中加入300ml熱水，并放入用硬紙圈圈住的一小塊白磷。在燒杯上蓋一片薄銅片，銅片上一端放一小堆干燥的紅磷，另一端放一小塊已用濾紙吸去表面上水的白磷，觀察現(xiàn)象。

用導管對準上述燒杯中的白磷，通入少量氧氣，觀察現(xiàn)象。

1.2 不足之處

（1）銅片上的白磷需通過熱水中的蒸汽傳熱來被引燃，時間較長;銅片上白磷在空氣中燃燒，產(chǎn)物會逸散到空氣中;實驗中若白磷用量稍大，很有可能會引燃紅磷，再次產(chǎn)生污染。

（2）向水中白磷通氧氣時，硬紙圈不能很好的固定白磷，白磷會四處游動并形成許多小液珠，不易控制，實驗現(xiàn)象也不明顯;若氣流流量稍微大點，就會使白磷漂浮出水面而燃燒，導致實驗失敗并帶來安全隱患。

2.實驗的改進

2.1該進目的

探究利于環(huán)境，符合綠色化學發(fā)展實驗要求的燃燒試驗，得出可燃物燃燒所需要的條件;實驗簡便易行、安全可靠可推廣到學生中，讓學生親自動手操作，感受燃燒條件的探究，摒棄實驗只能演示的說法。

2.2 改進思路

（1）用帶氣球的試管分別盛放銅片上的白磷和紅磷，傳熱快，能很快達到白磷的著火點，現(xiàn)象明顯，確保實驗順利成功;用帶氣球的具支試管盛放熱水中的白磷;這樣整個反應處于密閉體系，減少污染，減小危害。

（2）通氧氣的導氣管下端接一焊有圓薄銅片的細鐵管（圓薄銅片的直徑略小于具支試管的內(nèi)經(jīng)，將其焊接在離細鐵管下端約1.5cm處，細鐵管上端與導氣管連接），將熱水中的白磷控制在較小的空間，使得白磷不易上浮且能充分燃燒，該實驗工具可反復使用，比硬紙圈方便操作且耐用。

（3）用打有三個孔的圓硬質(zhì)塑料板（圓硬質(zhì)塑料板的直徑等于燒杯的內(nèi)徑，正巧能卡在燒杯中央;孔的直徑等于試管口的外徑），將三支試管固定于燒杯中，實驗過程不用變換裝置，可形成鮮明對比。

（4）用注射器往制氧氣裝置中緩緩注入過氧化氫溶液，控制反應速率得到平穩(wěn)的氧氣流，節(jié)約藥品。

2.3實驗儀器及用品：

廣口瓶、注射器（10ml）、導氣管、大試管（2支）、具支試管（1支）、燒杯（500ml）氣球（3個）、橡皮塞、圓硬質(zhì)塑料板、焊有圓薄銅片的細鐵管、白磷、紅磷、過氧化氫溶液、二氧化錳。

2.4 改進后的實驗裝置圖

2.5 操作步驟

（1）向燒杯中倒入300ml約60℃的熱水，放入固定試管的塑料板。

（2）向干燥試管放入少量紅磷，塞上帶氣球塞子，放入大燒杯中。

（3）取適量MnO2于廣口瓶，注射器取5ml雙氧水，連接好制氧裝置。

（4）取帶氣球的具支試管倒入適量熱水，再取一小塊綠豆粒般大小的白磷放入具支試管中，放入大燒杯左邊。

（5）另取一支干燥試管放入一小塊綠豆粒般大小的白磷，塞上帶氣球橡皮塞，放入大燒杯右邊，觀察記錄實驗現(xiàn)象。

（6）將制氧裝置和具支試管連接，緩緩推動注射器活塞通入氧氣，觀察記錄實驗現(xiàn)象。

2.6實驗現(xiàn)象分析

干燥試管中白磷燃燒紅磷不燃燒，說明燃燒需達到可燃物著火點。具支試管里熱水中白磷不燃燒，通氧氣后燃燒，說明燃燒需要氧氣（或空氣）。

3.改進優(yōu)點

（1）反應始終在密閉的空間進行，有效防止了五氧化二磷對空氣及人體的危害;將熱水中的白磷控制在較小空間能清晰地、多次觀察到白磷在水中的燃燒，使學生體會到“水火交融”的境界，實驗成功率百分之百。

（2）實驗裝置渾然一體，對比鮮明，說服力強。實驗具有很好的觀賞性和趣味性，既可用于教師演示，也可用于學生分組探究，從而推廣到學生中去，有利于活躍學生的思維，提高學生學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和動手操作能力。

（3）實驗操作簡便、安全可靠，提高了課本實驗的實施價值。

（4）實驗工具可反復使用，為以后推廣到學生實驗中也奠定了堅實的基礎。實驗工具制作不復雜，在實驗室中即可實現(xiàn)，這給教師準備實驗工具也帶來一定便利性。

4、對以后改進的猜想

觀察是思維的前提，在化學實驗教學過程中，任何細微的操作都能引起學生對實驗結(jié)果不同的看法，而且學生對實驗現(xiàn)象都比較感興趣，從明顯的實驗現(xiàn)象觀察中能夠鍛煉學生敏銳的思維，本實驗正好印證了實驗現(xiàn)象明顯，能夠引起學生足夠的學習興趣。實驗改進中自制的實驗器材，比如帶銅片的通氧導管可實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)，生產(chǎn)出配套裝置以供以后實驗教學來用。

總之實驗改進對教學來說意義重大。本次實驗改進成功給我們帶來很大鼓舞，以后繼續(xù)努力，讓實驗改進更加方便更加合理、更多地服務與學生和教學。

參考文獻

[1] ?初中化學實驗改進的嘗試，《實驗教學與儀器》，2009年S2期

[2] ?淺談初中化學實驗改進及教學，《雜文月刊：教育世界》，2015（11）：219-2

基金項目：本文系2019年度安陽市基礎教育教學研究項目課題，課題名稱：初中化學創(chuàng)新性實驗案例及應用效果評價研究，立項號：ayjky19095。